「バイオミメティクス市民セミナー」

近年、高効率・高性能な生物機能を材料設計に取り入れる生物模倣工学の研究が活発に進められています。
しかしながら、発明者の発想に頼ったケースバイケースでの材料設計が主となっており、生物の機能を工学技術に移転する手法の体系化は、非常に困難なのが現状です。
本講演では、自然界に見られる高効率な生物機能を簡便かつ能率良く、工学技術に移転できる手法「バイオＴＲＩＺ」について、基礎から最新の研究動向までを紹介します。
この方法では、生物の知恵をヒントにすることで、研究者が抱える技術矛盾を解決することが期待できます。

昆虫は形や行動の多様性の宝庫である。これまでに命名された真核生物の半数以上を昆虫が占めるが、その種多様性の解明度は１０分の１程度とも見積もられており、われわれが目にしたことも無い未知の形を備えた昆虫がまだ沢山いることも間違いない。昆虫分類学者はその多様性の発掘に力を注ぎ、また系統学者・形態学者は、ミメティクスネタの宝庫とも言える多様性を、工学者とは違う観点で見つめている。昆虫の未知の多様性がごく最近明かされた例として、雄で交尾器が逆転した昆虫について、そして形態・系統学的観点からの昆虫の形の研究例として、昆虫の跳躍行動の進化について紹介する。

2011年3月11日に発生した東日本大震災は、私たちにあらためて豊かに暮らすこととはどういうことなのか？地球環境問題とはなにか？そして、そのためにテクノロジーはどのように貢献できるのかを問うています。次の世代のためにも、今私たちはこの問いに答えを出さねばなりません。それは、何かと何かを置き換えるテクノロジーであったり、今までの延長である、物質的な豊かさを求めることではありません。自然のすごさを賢く活かし、ワクワクドキドキする心豊かな暮らしのかたちを創り上げることなのです。このセミナーでは、厳しい地球環境制約の中で、バックキャスト思考により創出されたライフスタイルに必要なテクノロジーを自然の中から見つけ出すネイチャー・テクノロジーについて考えてみたいと思います。

ぷるぷるのプリンやゼリー。水分を９０％以上も含んでいるのに形を保ち、ちょっと触ると崩れてしまいます。こうしたに大量の水を含みながらも水が流れ出さずに形を保つものを「ゲル」といいます。豆腐やコンニャク、ソフトコンタクトレンズもゲルです。そのイメージと正反対に、ハンマーでたたいてもトラックで踏みつぶしても壊れず、後で元の形に戻るゲルもあります。このゲルは「ダブルネットワークゲル」（略称ＤＮゲル）と呼ばれ、この物質で直径数センチメートルのボールを作り、ゴルフクラブで一撃しても、一時的に変形はするものの、元の形に戻ります。実は人の体にも、力を生む筋肉、それを骨に伝える腱、荷重に耐える軟骨といったゲルの部分が沢山あります。こうした生体の素晴らしい機能を深く知ることにより、人類は初めて強靭なＤＮゲルを生み出しました。

我々の身の周りには、ディジタルデータが溢れています。画像、映像、音楽、書籍に代表されるマルチメディアデータは勿論のこと、地球規模の気象データや我々が日常生活において生み出しているデータは膨大な量となっています。その一方で、大量のデータに内在する価値を見出すことが可能な、そして、人間に新たな「きづき」を与えるデータベースを構築していくことは、非常に有益であり、情報科学がその役割を担っています。

ところで、近年、「生物の技術体系」を模倣することで技術革新の着想を得、工学的新材料を生み出していく研究が進められています。これを実現するためには、大量の生物画像から工学的「きづき」を生み出すデータベースを構築していく必要があり、ここでも情報科学の力が必要となります。

本セミナーでは、画像や映像、音響信号の処理技術の最先端を紹介するとともに、生物画像から工学的「きづき」を生み出す新しいデータベースが実現する未来についてお話します。驚くような素材が生物を模倣することで、次々と生み出される時代の到来を予感してください。

地球の歴史上、陸上に初めて登場した動物が「虫」であり、その種類数は地球上の全動物の７割を越えることを皆さんはご存知でしょうか。この意味から、実は地球は「虫」の惑星といえます。

今回の講演では、地球上で大繁栄する「虫」の生きる戦略を科学の目で切り込み、彼らが使う種々の情報伝達手段や、他の生物との関わり合いを中心に紹介したいと思います。そこには、「喰う－喰われる」の関係を通して、様々な生きる知恵を見出すことが出来ます。その機能を学び、じょうずに農業に応用することは出来ないでしょうか？それは簡単ではありませんが、そこには人間が謙虚に耳を傾けるべき、驚くほど巧妙な現象が隠されています。

「虫」なんて聞いただけでも身の毛がよだつという方々にも積極的にご参加頂き、彼らを巡るワンダーランドを楽しんで下さい。

細長い日本列島の北端に位置する北海道。そこに暮らす昆虫は、南から入ってきたものと北から入ってきたものが交じり合い、独特の昆虫相を形成しています。北海道は、太平洋、日本海、オホーツク海と三方を海に囲まれ、大雪山や利尻岳などの高山、針葉樹林・針広混交林・ブナ林など様々な森林、釧路湿原やサロベツ湿原、石狩川や天塩川、石狩海岸など多様な環境に適応しながら様々な昆虫が生息しています。北海道に生息する昆虫の多様性を眺めながら、そこに生息する昆虫が持つ、厳しい自然環境を生き残るために獲得したと考えられる興味深い機能や構造を探すヒントを考えます。

日本の梅雨の代名詞と言えばアジサイとカタツムリです。カタツムリは乾燥に弱いためジメジメした場所を好むせいか、汚れたイメージが付きまといます。しかし、殻が汚れたカタツムリを見つける事はなかなかできません。そこにはどんな秘密が隠されているのでしょうか？本セミナーではカタツムリから学び、環境負荷を低減しながら、人にとっての価値を上げる住宅材料の防汚技術について紹介します。

博物館の生物標本は、生物学者が集め、管理し、研究してきました。生物標本の「重要さ」を訴えるのも生物学者。大学研究者のなかで、標本を利用し研究をしている割合は２パーセント。標本の重要さは理解されても、その価値を直接評価する人はごくわずかでした。バイオミメティクス研究が盛んになるにつれ、工学研究者たちが生物のもつ様々なデザインを探していることを知りました。その規範となるデザイン・サンプルは、すべて博物館に揃っています。収蔵庫の標本箱には、38 億年に渡る進化によって洗練されたデザインが、生物標本としてずらりと並んでいるのです。北大総合博物館では微小な昆虫標本の体表面を電子顕微鏡で撮影し、工学系研究者が技術開発の「気づき」を想起するためのデータベースを作製中です。その気づきは生物学にもフィードバックされます。博物館を舞台に、生物標本を仲立ちとした、生物学者と工学者の異分野交流が始まりました。あたらしい自然史系博物館の時代の到来かもしれません。

生物の表面は様々な場所で、その場所に要求される機能特性を示します。生物の特徴は環境負荷が少なく、低エネルギーで様々な機能特性を示すことがあげられます。私たちもソフトマテリアル（プラスチック、ゴム、ゲル、液晶など）の科学の技術を駆使してようやく生物の示すような表面の機能性を実現することが出来るようになりました。

本講演では
１、表面の凹凸を利用した撥水性
２、水に対して濡れ易い高分子のひげ（ポリマーブラシ）を用いた親水性と防汚性（汚れにくい）表面
３、関節のように水を潤滑剤として低い摩擦係数を示す表面
４、水を溶剤として自在に接着・剥離を繰り返すことの出来る材料
などについて紹介します。

バイオミメティクス(Biomimetics) は生物模倣技術と訳され、「カの口を模倣した痛くない注射針」「サメの皮膚を模倣した水抵抗の少ない水着」「ヤモリの指先を模倣した粘着テープ」といった様々な分野での新技術の応用と商品開発に活かされています。博物館には多くの生物標本が収蔵されていますが、標本を工学者の設計デザインの視点から見直すとどうなるでしょう。生物学者では解けなかった自然の造形美の意味が解き明かされるかもしれません。５億年に渡る自然選択を経た動植物の持つ能力や、形・機能などの特性を把握し、そこからヒントを得て人工的に設計・合成・製造するのが「生物規範工学」です。バイオミメティクス市民セミナーでは、バイオミメティクスの観点から、生物学者と工学者が新しい視点で生物の見方を紹介します。
　他の生物の構造や機能を模倣しようとする試みはなにも私達人間だけに限ったことではありません。さまざまな生物が培ってきた長い歴史の中からも、たくさんの巧妙な模倣技術を見出すことができます。本セミナーでは生物個体間の相互作用、特に「アリと共生するシジミチョウ」に関するトピックを中心に、生物が他の生物とのかかわり合いの中でお互いの特徴を巧みに模倣し、自身の生存戦略へと応用する技術を紹介します。

バイオミメティクス(Biomimetics) は生物模倣技術と訳され、「カの口を模倣した痛くない注射針」「サメの皮膚を模倣した水抵抗の少ない水着」「ヤモリの指先を模倣した粘着テープ」といった様々な分野での新技術の応用と商品開発に活かされています。博物館には多くの生物標本が収蔵されていますが、標本を工学者の設計デザインの視点から見直すとどうなるでしょう。生物学者では解けなかった自然の造形美の意味が解き明かされるかもしれません。５億年に渡る自然選択を経た動植物の持つ能力や、形・機能などの特性を把握し、そこからヒントを得て人工的に設計・合成・製造するのが「生物規範工学」です。バイオミメティクス市民セミナーでは、バイオミメティクスの観点から、生物学者と工学者が新しい視点で生物の見方を紹介します。
　バイオミメティクスという研究は、さまざまな生物を電子顕微鏡で細かく観察するところが出発点。今回のプログラムでは博物館が持つ莫大な標本を活用しながらあらためて生物の特徴を考えてみるとともに、博物館の楽しみ方について考えてみましょう。博物館は展示を見るだけの場所と思っていらっしゃる方は多いのではないでしょうか？展示といっても、さまざまな「かたち」があります。ひと味違った展示の楽しみ方、博物館の利用の仕方、収蔵資料へのアクセスなどについてお話しします。

　バイオミメティクス(Biomimetics) は生物模倣技術と訳され、「カの口を模倣した痛くない注射針」「サメの皮膚を模倣した水抵抗の少ない水着」「ヤモリの指先を模倣した粘着テープ」といった様々な分野での新技術の応用と商品開発に活かされています。博物館には多くの生物標本が収蔵されていますが、標本を工学者の設計デザインの視点から見直すとどうなるでしょう。生物学者では解けなかった自然の造形美の意味が解き明かされるかもしれません。５億年に渡る自然選択を経た動植物の持つ能力や、形・機能などの特性を把握し、そこからヒントを得て人工的に設計・合成・製造するのが「生物規範工学」です。バイオミメティクス市民セミナーでは、バイオミメティクスの観点から、生物学者と工学者が新しい視点で生物の見方を紹介します。

　走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真は白黒写真であるものの、他の顕微鏡では不可能な高倍率、高解像度での生物の表面構造の観察をすることができます。特に昆虫の形態情報が不足しがちな１ミクロン前後の微細表面構造とその機能について、ＳＥＭ写真は非常に多くの情報を与えてくれます。私たちが知っているようで知らない、または知っているはずなのに忘れている昆虫の微細構造の例を挙げ、筆者らが撮影したＳＥＭ写真を多く用いて解説します。

バイオミメティクス(Biomimetics) は生物模倣技術と訳され、「カの口を模倣した痛くない注射針」「サメの皮膚を模倣した水抵抗の少ない水着」「ヤモリの指先を模倣した粘着テープ」といった様々な分野での新技術の応用と商品開発に活かされています。博物館には多くの生物標本が収蔵されていますが、標本を工学者の設計デザインの視点から見直すとどうなるでしょう。生物学者では解けなかった自然の造形美の意味が解き明かされるかもしれません。５億年に渡る自然選択を経た動植物の持つ能力や、形・機能などの特性を把握し、そこからヒントを得て人工的に設計・合成・製造するのが「生物規範工学」です。バイオミメティクス市民セミナーでは、バイオミメティクスの観点から、生物学者と工学者が新しい視点で生物の見方を紹介します。
魚類に関する研究分野をひとまとめにして魚類学(Ichthyology)、その研究者を魚類学者（Ichthyologists）と呼びます。魚類学の成果として、毎年300種前後の新種が発見されており、生物多様性の研究において目が離せない存在です。魚類学者たちは博物館や大学に保管されている膨大な量の魚類標本から分類学、系統学、生態学などに関するデータを日々集めています。魚類学とバイオミメティクスとの出会いにより、魚類標本やそれらのデータからは、生物学の枠を超えた新たな価値がみいだされることが期待されています。

バイオミメティクス(Biomimetics) は生物模倣技術と訳され、「カの口を模倣した痛くない注射針」「サメの皮膚を模倣した水抵抗の少ない水着」「ヤモリの指先を模倣した粘着テープ」といった様々な分野での新技術の応用と商品開発に活かされています。博物館には多くの生物標本が収蔵されていますが、標本を工学者の設計デザインの視点から見直すとどうなるでしょう。生物学者では解けなかった自然の造形美の意味が解き明かされるかもしれません。５億年に渡る自然選択を経た動植物の持つ能力や、形・機能などの特性を把握し、そこからヒントを得て人工的に設計・合成・製造するのが「生物規範工学」です。バイオミメティクス市民セミナーでは、バイオミメティクスの観点から、生物学者と工学者が新しい視点で生物の見方を紹介します。
　生物の表面形状は、進化の過程において周辺環境に適合した形状を得ていきました。そしてその構造は、タンパク質の自己組織化などによって常温で自然に形成されています。一方、人類は微細な構造を形成するために、半導体の微細加工に代表されるような、特殊なガスや真空雰囲気、さらにはプラズマ状態など、特殊な環境を制御することで所定の微細構造を形成しています。同じような微細構造を形成することに対し、アプローチの仕方が大きく異なっています。今後、生物の形態を人工的に模倣することで、我々が日々、購入している製品の付加価値を上げようとする場合、簡便に生物の表面構造を形成できる新しい製造技術の登場が望まれています。本セミナーでは、ナノインプリントと呼ばれる、新しい微細加工技術を紹介し、バイオミメティクスと人工的なナノ加工技術との接点を探ります。

バイオミメティクス(Biomimetics) は生物模倣技術と訳され、「カの口を模倣した痛くない注射針」「サメの皮膚を模倣した水抵抗の少ない水着」「ヤモリの指先を模倣した粘着テープ」といった様々な分野での新技術の応用と商品開発に活かされています。博物館には多くの生物標本が収蔵されていますが、標本を工学者の設計デザインの視点から見直すとどうなるでしょう。生物学者では解けなかった自然の造形美の意味が解き明かされるかもしれません。５億年に渡る自然選択を経た動植物の持つ能力や、形・機能などの特性を把握し、そこからヒントを得て人工的に設計・合成・製造するのが「生物規範工学」です。バイオミメティクス市民セミナーでは、バイオミメティクスの観点から、生物学者と工学者が新しい視点で生物の見方を紹介します。
　ナノテクノロジー（ナノテク）は、ナノメートル (nm、10億分の1メートル)の領域すなわち原子や分子のスケールにおいて、物質を自在に組み立てたり、動かしたりする技術のことです。2001年から世界各国で研究がスタートし、現在最も活発な科学技術研究分野のひとつとなっています。半導体や高性能電池、情報家電や先進医療デバイスなどに使われているだけでなく、白物家電、スポーツ用品、化粧品などにも、ナノテクを活用した製品が多数存在します。ナノテクを駆使することで、生物のナノ構造をまねることができるようになってきました。また、逆にバイオミメティクスの考え方を導入することで、環境にやさしいナノテクが生まれようとしています。ナノテクとバイオミメティクスのこれからについて考えていきます。